稠油污水生化处理技术

污水生化处理技术,汇报提纲,一、前言,二、主要研究内容与成果,三、效果效益,四、结论,污水生化处理技术,项目的目的意义,稠油污水产出量大于回注能力，需要解决污水出路问题随着稠油产量不断增加，污水产生量大于回注能力，需要实现多余污水的达标排放。,达标排放是解决多余污水的重要途径，在调研的基础上，开展了生化处理技术的攻关研究。,1、稠油污水中污染物分子量大、分子结构复杂、可生化性差，对微生物菌种和工艺要求高；2、稠油开发生产过程中，为改善开发效果，使用了化学降粘剂、降凝剂、破乳剂、杀菌剂等多种油田化学剂，污水成分复杂，对菌种的适应能力要求高；3、稠油热采生产特点导致污水温度高，对微生物菌种耐温性要求高；4、油田所在地区人口密集，要求处理装置占地面积小，处理效率高。,需解决的主要技术难题,为实现稠油污水达标排放，先后开展了以下四项研究：1、稠油污水高效降解菌种选育及性能评价；2、稠油污水生化处理工艺优选与应用研究；3、生化处理系统微生物群落对污水处理效果影响研究；4、稠油污水中微生物营养状况分析及生物强化措施研究。,主要研究内容,汇报提纲,一、前言,二、主要研究内容与成果,三、效果效益,四、结论,河南油田稠油污水生化处理技术,筛选出效果最好的单菌株三种：DYA、I、H。,DYA菌,I菌,H菌,1、稠油污水高效降解菌种性能评价,（1）菌种性能指标,在70条件下，H，DYA，I菌均能良好生长，菌体浓度达到1107cells/mL以上。其中，DYA菌在90下菌体能够存活，具有良好的耐温性能。,耐温性能评价,（1）菌种性能指标,菌种在不同pH值下生长曲线,PH值在6.5-8.5范围内微生物生长状况最好，与稠油污水的PH值范围相同。,（1）菌种性能指标,菌种在不同盐度下生长趋势,在氯化钠含量2%（20000mg/L)以内生长趋势均比较好，微生物耐盐能力强。,（1）菌种性能指标,随着降解时间的增加，对原油的降解率呈上升趋势；DYA菌在三株菌中，表现出最高的去除率，达到65.1%，三株菌的混合菌种最高达到71.6%，为生化处理系统投加混合菌种提供了依据。,菌种对原油降解率,（1）菌种性能指标,稠油污水中污染物组成分析(GC-MS),油田化学剂的应用使稠油污水中有机物的组成更加复杂，从色谱质谱分析结果可以看出，污水中有酚类、酯类、烃类、醇类等物质,（2）菌种对表面活性剂生化降解性能评价,配制浓度为5mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L的表面活性剂溶液，分别测定各浓度条件下的COD值。,CODcr0.5575+1.6296C1.63C,（2）菌种对表面活性剂生化降解性能评价,表面活性剂的可生化性评价,通过选用混合菌种，表面活性剂生化降解性能明显改善。,（2）菌种对表面活性剂生化降解性能评价,通常认为:BOD5/CODCr0.3，即可考虑生物处理；BOD5/CODCr0.4-0.6，认为生化性较好，宜于生物处理；BOD5/CODCr0.7，认为生化性良好最适于生物处理。,分别采用三种工艺对稠油污水水样进行室内试验(1)化学絮凝-生物膜接触氧化工艺(2)气浮-悬浮生长生物接触氧化工艺(3)生物膜水解酸化-生物膜接触氧化工艺,（1）生化处理工艺优选,1.反应器2.生物膜填料或活性污泥3.加热棒4.空压机5.转子流量计6.排泥口7.曝气头8.水阀9.电磁阀10.自动控制仪11.进水泵12.配水箱,2、稠油污水生化处理工艺优选与应用研究,COD略低于排放标准，含油量降至4.7mg/L,（1）生化处理工艺优选,COD降至96mg/L，含油量降至4.9mg/L,（1）生化处理工艺优选,COD降至71mg/L，含油量降至4.7mg/L,（1）生化处理工艺优选,三种稠油污水生化处理工艺比较,从可靠程度、抗冲击性能、药剂使用量、污泥产生量、日常运行维护费等方面综合考虑，采用了生物膜水解酸化-生物膜接触氧化处理工艺。,现场试验由六个容积1.25m3的水泥池构成,在水解酸化池和接触氧化池内放置生物填料,投放微生物菌种。,（2）生物膜水解酸化-生物膜接解氧化工艺现场小试试验研究,稠油污水生化处理实验结果,小分子烃和大分子烃减少，中间碳链分子增加。分析认为，小分子为微生物所利用，大分子经微生物处理后断链，增加了中间分子量物质。由于外排污水中大分子难降解物质减少，使得污染物更易降解。稠油污水中污染物分子量大，分子结构复杂，可生化性差，因此，该工艺适合稠油污水的处理。,稠油污水生化处理前后质谱分析结果,（3）生物膜水解酸化-生物膜接解氧化工艺机理研究,生化处理工艺流程示意图,进水温度52-58，总停留时间45小时,为指导生化处理系统的稳定运行，开展了微生物生长状况跟踪监测，动态掌握微生物实际生长状况，确定系统中微生物生长状况与污水处理效果之间的关系。,3、微生物群落对污水处理效果影响研究,生物观察膜生长情况分析,在装置各段设置观察膜,两个厌氧池生物膜生长情况对比,一级厌氧,二级厌氧,（1）直观观察,MLSS:6580mg/L,MLSS:5240mg/L,一级厌氧好于二级厌氧，但总体生物量略低,好氧池生物膜生长情况,（1）直观观察,MLSS:4830mg/L,MLSS:4160mg/L,MLSS:4120mg/L,一级好氧生物膜好于二、三级好氧生物膜，但总体生物量较少,厌氧池中投放的DYA菌,厌氧池和好氧池投放的I菌,好氧池投放的H菌,（2）显微观察,投放的DYA,一级厌氧生物膜,微生物生长良好,表现出较好的生物适应性和生物稳定性,（2）显微观察,二级厌氧生物膜,（2）显微观察,菌种存在,但数量比一级厌氧少,一级好氧生物膜,二级好氧生物膜,三级好氧生物膜,（2）显微观察,一级厌氧好于二级厌氧，厌氧总体效果好于好氧，与观察情况一致，具有良好的对应关系。,（3）微生物群落对污水处理效果影响,通过对生物膜进行观察认为，所投放的微生物菌种生长良好，但受水质中营养成分等条件制约，二级厌氧以后微生物数量相对较少。为进一步改善处理效果，提高系统抗冲击能力，开展了微生物营养状况分析及生物强化措施研究。,4、稠油污水中微生物营养状况分析及生物强化措施研究,微生物必须不断的从外界吸取营养以合成细胞，提供生命活动所必需的能量。好氧条件的营养比例关系按照COD：N：P=100：5：1计算，厌氧条件按COD：N：P=200：5：1计算，若生化进水COD为300mg/L，要求污水中N15mg/L，P3mg/L。,从各单元总氮测定的数据看出，总氮的含量逐渐减小，水中的氮通过同化作用被细菌利用，对水体起到净化作用，但总氮含量偏低，不能满足微生物对营养的需求。,（1）稠油污水营养成分分析,生化处理各单元总氮含量,各处理单元总磷的含量逐渐减小，水中的磷被细菌利用，起到了净化作用。但总磷含量极低，制约了微生物的生长。,（1）稠油污水营养成分分析,生化处理各单元总磷含量,为改善生化处理系统微生物营养状况，根据总氮、总磷测定结果，研制出高效低成本的营养制剂，有针对性地补加营养成分,（2）营养制剂研制与应用效果分析,（2）营养制剂研制与应用效果分析,投加前MLSS:6500mg/L,投加后MLSS:8900mg/L,营养制剂投加前后生物相的变化,厌一池中施加营养前后生物膜变化情况,厌-1生物膜上的微生物,微生物数量明显增多,（2）营养制剂研制与应用效果分析,投加前,投加后,营养制剂投加前后生物相变化,原生动物以微生物为食，污水中存在原生动物，说明系统中形成食物链，是微生物生长状况良好的标志。,（2）营养制剂研制与应用效果分析,三级好氧池中的原生动物,营养措施前,营养措施后,（2）营养制剂研制与应用效果,营养物质对处理效果影响,汇报提纲,一、前言,二、主要研究内容与成果,三、效果效益,四、结论,河南油田稠油污水生化处理技术,达到的技术指标,达到国家二级排放标准,社会效益：,1、实现了污染物减排，改善了环境装置对油的去除率89.3%，对COD去除率69.1%，对硫化物去除率94.9%，减少了污染物的排放（三年来共除油82125kg，除COD665212kg，除硫化物24933kg），改善了环境。,2、解决了稠油污水出路生化处理装置建成投运，实现达标排放，解决了稠油开发中多余污水出路问题。,（二）经济效益和社会效益,（二）经济效益和社会效益,1、环保回注年运行费用采用污水回注，年运行费用（注水耗电和设备维护）为547.5万元2、采用生化处理后达标外排后合计成本费用为0.72元/m3，则年处理费用为78.84万元（1）年折旧费45万元，折合水费为0.41元/m3；（2）生化处理装置耗电费为0.21元/m3。（3）达标废水排污费0.1元/m33、年直接经济效益：为547.578.84468.66万元,经济效益（与污水环保回注对比）：,汇报提纲,一、前言,二、主要研究内容与成果,三、效果效益,四、结论,河南油田稠油污水生化处理技术,结论,（1）高效石油烃优势降解菌具有耐温性好，生物稳定性好，对稠油污染物降解率高等特点，在工业化应用中取得较好效果。,（2）优选出的生物膜水解酸化-生物膜